JP4821505B2 - 電子鍵盤楽器、及びそれに用いるプログラム - Google Patents

Description

この発明は、演奏操作子として鍵盤を有する電子鍵盤楽器及びそれに用いるプログラムに関する。特に、鍵盤の鍵域を分割し、該分割した鍵盤の鍵域を使用して演奏教習を行うことができる、電子鍵盤楽器及びそれに用いるプログラムに関する。

従来から、１台の鍵盤の鍵域を分割して、該分割した鍵盤の鍵域それぞれを２人の演奏者が別々に使用しながら、同じ音域での演奏を行うことができるようにした電子鍵盤楽器が知られている。また、分割された一方の鍵域内の鍵を指導者（又は教師）が演奏操作することに応じて、もう一方の鍵域内にある鍵に対する演奏ガイドを行い、この演奏ガイドされた鍵を受講者（又は生徒）が演奏操作することによって、指導者が受講者の目の前で実際に演奏の手本を示しながら、受講者に対して電子鍵盤楽器の演奏教習を行うことができるようにしたものがある。こうしたものの一例を示すと、例えば下記に示す特許文献１や特許文献２に記載のものがある。
特開平3-213894号公報 特許第3586754号公報

ところで、上記特許文献１又は特許文献２に記載されているような従来の装置においては、２人の演奏者が同じ範囲ずつに分割された鍵盤のそれぞれの鍵域を使用することを前提に、１台の鍵盤の鍵域を所定のスプリットポイントに従って単純に２分割せずに、予め決められた範囲（例えば２オクターブ）ずつの、鍵の並びが同じである２つの鍵域を使用鍵域として割り当てて使用できる（つまり、操作に応じて楽音を発生する）ようにする一方で、使用鍵域に割り当てられなかった残りの鍵域を不使用鍵域として使用できない（つまり、操作しても楽音を発生しない）ように分割している。しかし、予め決められた範囲に従って鍵盤を２つの鍵域（使用鍵域）に分割する場合には、特に鍵盤の鍵数が増えるに伴って不使用鍵域が大きくなってしまうことが生じてしまい、そうするとユーザは鍵域を有効に利用することができず、より広い音域を持つ曲の演奏教習などを行うには適していない、という問題点があった。また、ユーザが鍵盤の任意の一部範囲を自動伴奏用鍵域（つまりコード入力鍵）として利用するように指定することができるような場合には、分割する鍵盤数が変動することから、予め決められた範囲に従って鍵盤を２つの鍵域（使用鍵域）に分割する方法は適さない。そこで、ユーザが演奏教習のために使用できる任意の範囲内にある鍵盤の鍵数に応じて、可能な限り使用鍵域を大きくとる（不使用鍵域を小さくする）ように、鍵盤の鍵域を最適に自動的に分割するものが望まれていたが、従来そうしたものはなかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、鍵盤の鍵域を分割してそれぞれの鍵域を使用して演奏を行うことができるようにする際に、電子鍵盤楽器が有する鍵盤の鍵数に応じて可能な限り使用鍵域を大きくするようにして、自動的に鍵盤の鍵域を最適に分割することのできるようにした、電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子鍵盤楽器は、所定の音高順に配置された複数の鍵からなる鍵盤と、前記鍵盤の中で不使用とする鍵で構成される１又は複数の不使用鍵域を決定し、該決定した不使用鍵域以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割する分割手段と、前記分割された少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じであるかを判定する判定手段と、前記少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じである場合に、前記少なくとも２つの鍵域の鍵域幅が最も広くなる分割状態を使用鍵域に決定する決定手段と、前記決定した一方の使用鍵域に含まれるいずれかの鍵の操作に応じて発生する楽音と、前記いずれかの鍵と相対的な配置位置が同じである前記決定したもう一方の使用鍵域に含まれる鍵の操作に応じて発生する楽音とを、同じ音高で発生するように指示する楽音発生指示手段とを具える。

本発明によると、所定の音高順に配置された複数の鍵からなる鍵盤の中で不使用とする鍵で構成される１又は複数の不使用鍵域を決定し、該決定した不使用鍵域以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割する。そして、前記分割した少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じであり、かつそれらの鍵域幅が最も広くなる分割状態を使用鍵域に決定する。これにより、少なくとも２つの使用鍵域それぞれに含む鍵の相対的な配置位置及び鍵数を同じに、かつ各領域幅が最も広くなる（より多くの鍵を含む）ようにして鍵盤が自動的に分割される。また、前記分割した一方の使用鍵域に含まれるいずれかの鍵の操作に応じて発生する楽音と、前記いずれかの鍵と相対的な配置位置が同じである前記分割したもう一方の使用鍵域に含まれる鍵の操作に応じて発生する楽音とを、同じ音高で発生するように指示する。こうすると、鍵盤の鍵数に応じて可能な限り使用鍵域を大きくとる（不使用鍵域を小さくする）ことができることから、ユーザは鍵盤を有効に利用することができ、従来に比べてより広い音域を持つ曲の演奏教習などを行うことができるようになる。

本発明は装置の発明として構成し実施することができるのみならず、方法の発明として構成し実施することができる。また、本発明は、コンピュータまたはＤＳＰ等のプロセッサのプログラムの形態で実施することができるし、そのようなプログラムを記憶した記憶媒体の形態で実施することもできる。

この発明によれば、所定の音高順に配置された複数の鍵からなる鍵盤の鍵域を、互いに重なりあわない少なくとも２つの領域に分割する際に、鍵盤に含まれる鍵数に応じて最適な鍵域分割を行って不使用鍵域を極力小さくすることから、ユーザが鍵盤を有効に利用することができ、また、分割後に使用する２つの領域（使用鍵域）を広くとることから、ユーザが演奏教習できる曲の種類が豊富になる、という効果が得られる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。

図１は、この発明に係る電子鍵盤楽器の全体構成の一実施例を示したハード構成ブロック図である。本実施例に示す電子鍵盤楽器は、マイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３からなるマイクロコンピュータによって制御される。ＣＰＵ１は、この電子鍵盤楽器全体の動作を制御する。このＣＰＵ１に対して、通信バス１Ｄ（例えばデータ及びアドレスバス）を介してＲＯＭ２、ＲＡＭ３、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）４、演奏操作子（鍵盤）５、設定操作子６、表示部７、外部記憶装置８、音源９がそれぞれ接続されている。ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１により実行あるいは参照される各種制御プログラムや各種データ等を格納する。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が所定の制御プログラムを実行する際に発生する各種データなどを一時的に記憶するワーキングメモリとして、あるいは現在実行中の制御プログラムやそれに関連するデータを一時的に記憶するメモリ等として使用される。ＲＡＭ３の所定のアドレス領域がそれぞれの機能に割り当てられ、レジスタやフラグ、テーブル、メモリなどとして利用される。

外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）４は当該電子鍵盤楽器と外部機器４Ａとの間で制御プログラムやデータなどの各種情報を送受信するための、例えばMIDIインタフェースや通信インタフェースなどである。MIDIインタフェースは、外部機器４Ａ（この場合にはMIDI機器等）から所謂MIDIデータと呼ばれるMIDI形式の演奏データを当該電子鍵盤楽器へ入力したり、あるいは当該電子鍵盤楽器からMIDIデータを他のMIDI機器等へ出力するためのインタフェースである。他のMIDI機器はユーザによる操作に応じてMIDIデータを発生する機器であればよく、鍵盤型、ギター型、管楽器型、打楽器型、身振り型等どのようなタイプの操作子を具えた（若しくは、操作形態からなる）機器であってもよい。通信インタフェースは、例えばＬＡＮやインターネット、電話回線等の有線あるいは無線の通信ネットワークに接続されており、該通信ネットワークを介して外部機器４Ａ（この場合にはパーソナルコンピュータやサーバコンピュータ等）と接続され、通信ネットワークを介して接続される外部機器４Ａで生成された各種プログラムや各種データ等を電子鍵盤楽器本体にダウンロードするためのインタフェースである。このような外部インタフェース４としては、有線あるいは無線のものいずれかでなく双方を具えていてよい。

演奏操作子５は、楽音の音高を選択するための複数の鍵を備えた例えば鍵盤等のようなものであり、各鍵に対応してキースイッチを有しており、この演奏操作子５（鍵盤）は楽音演奏のために使用できるのは勿論のこと、演奏したい曲を選択するための入力手段などとして使用することもできる。また、この鍵盤を構成する多数の鍵それぞれには、図示しないＬＥＤ（ガイドランプ）のような演奏ガイド部材が設けられており、後述する「ガイド（演奏教習）モード」時においては、左鍵域内の鍵の操作に応じて右鍵域内の対応する鍵のＬＥＤ（ガイドランプ）を点灯・消灯することによる演奏ガイドが行われるようになっており、これにより、指導者は受講者に対して操作すべき鍵を指示しながら演奏教習を進めていくことができる。この演奏操作子５（鍵盤）は、例えば６１鍵、７６鍵、８８鍵などの、その有する鍵数が異なる鍵盤を適宜に交換することができるように、電子鍵盤楽器本体と取り外し可能になっていてよい。設定操作子（スイッチ等）６は、例えば演奏教習する対象の曲やパートなどを選択するための選択スイッチ、あるいは鍵盤を用いての演奏モードを「通常演奏モード」又は「ガイド（演奏教習）モード」のいずれかに機器設定するためのモード設定スイッチなどの操作子である。勿論、上記スイッチ以外にも、音高、音色、効果等を選択・設定・制御するために用いる数値データ入力用のテンキーや文字データ入力用のキーボード、あるいはディスプレイ７Ａに表示される所定のポインティングデバイスを操作するために用いるマウスなどの各種操作子を含んでいてよい。

前記「通常演奏モード」は、鍵盤の鍵域を分割することなく、鍵盤の全域を使用鍵域として演奏に用いるためのモードであり、演奏操作された各鍵に対応付けられている音高で楽音を発生する。すなわち、「通常演奏モード」は、従来知られた一般的な鍵盤演奏を行うモードである。一方、「ガイド（演奏教習）モード」は鍵盤の左側に位置する「左鍵域」と鍵盤の右側に位置する「右鍵域」の２つの鍵域に、１台の鍵盤の鍵域を分割して、該分割された一方の鍵域（例えば左鍵域）を演奏操作することに応じて、もう一方の鍵域（右鍵域）の演奏ガイドを行うことのできるモードであり、また本来ならば左鍵域と右鍵域とでは対応付けられている音高が違うにもかかわらず、左鍵域と右鍵域との相対的な位置関係が同じ位置にある鍵については同じ音高で楽音を発生させる（詳しくは後述する）。すなわち、「演奏教習モード」は、指導者が受講者の横に並んで、受講者が利用している鍵盤をそのまま使いながら実際に演奏操作を行うことができ、受講者の目の前で手本を示しながら電子鍵盤楽器の演奏教習を行うための専用のモードである。

表示部７は例えば液晶表示パネル（ＬＣＤ）やＣＲＴ等から構成されるディスプレイ７Ａに、演奏教習対象とすることが可能な曲の一覧、演奏教習対象とした曲の楽譜、指導者による左鍵域の演奏操作に応じて受講者が操作すべき右鍵域の対応する鍵を指示する演奏ガイド表示、あるいはＣＰＵ１の制御状態などの各種情報を表示するためのものである。外部記憶装置８は、ＣＰＵ１が実行する各種制御プログラムや各種データなど（例えば、後述する図２に示す「楽音発生処理」、あるいは後述する図４に示す「鍵盤情報」など）を記憶する。また、前記ＲＯＭ２に制御プログラムが記憶されていない場合、この外部記憶装置８（例えばハードディスク）に制御プログラムを記憶させておき、それを前記ＲＡＭ３に読み込むことにより、ＲＯＭ２に制御プログラムを記憶している場合と同様の動作をＣＰＵ１に実行させることができる。このようにすると、制御プログラムの追加やバージョンアップ等が容易に行える。なお、外部記憶装置８はハードディスク（HD）に限られず、フレキシブルディスク（FD）、コンパクトディスク（CD）、光磁気ディスク（MO）、あるいはDVD（Digital Versatile Disk）等の着脱自在な様々な形態の外部記録媒体を利用する記憶装置であってもよい。あるいは、半導体メモリなどであってもよい。

音源９は複数のチャンネルで楽音信号の同時発生が可能であり、通信バス１Ｄを経由して与えられた自動演奏データや演奏操作子のユーザ操作に応じて発生される演奏情報等を入力し、これらの演奏情報に基づいて楽音信号を発生する。音源９から発生された楽音信号は、アンプやスピーカなどを含むサウンドシステム９Ａから発音される。この音源８から発生された楽音信号に対して、効果回路など（図示せず）を用いて所定の効果を付与するようにしてもよい。自動演奏データの形式はMIDI形式のようなディジタル符号化されたものであってもよいし、ＰＣＭ、ＤＰＣＭ、ＡＤＰＣＭのような波形サンプルデータ方式からなるものであってもよい。この音源９とサウンドシステム９Ａの構成には、従来のいかなる構成を用いてもよい。例えば、音源９はＦＭ、ＰＣＭ、物理モデル、フォルマント合成等の各種楽音合成方式のいずれを採用してもよく、また専用のハードウェアで構成してもよいし、ＣＰＵ１によるソフトウェア処理で構成してもよい。

なお、演奏操作子５やディスプレイ７Ａあるいは音源９などを１つの装置本体に内蔵したものに限らず、それぞれが別々に構成され、MIDIインタフェースや各種ネットワーク等の通信手段を用いて各装置を接続するように構成されたものであってもよいことは言うまでもない。さらに、本発明に係る電子鍵盤楽器は自然楽器を模した電子楽器の形態に限らず、パーソナルコンピュータやカラオケ装置やゲーム装置などの形態であって、演奏操作子として鍵盤を有しているものであれば、どのような形態の装置・機器に適用してもよい。

次に、１乃至複数のユーザによる鍵盤の演奏操作に応じて楽音を発生する「楽音発生処理」について、図２を用いて説明する。図２は、「楽音発生処理」の一実施例を示すフローチャートである。当該処理は、電子鍵盤楽器本体の電源オンに応じて開始される。

ステップＳ１は、「鍵盤分割処理」を実行する。詳しくは後述するが（図３参照）、「鍵盤分割処理」では、１台の鍵盤の鍵域を「左鍵域」と「右鍵域」の２つの使用鍵域に分割するためのデータ、不使用鍵域を決定するためのデータ、また分割後の「左鍵域」と「右鍵域」にそれぞれ含まれる多数の鍵それぞれに予め対応付けられている音高を、「左鍵域」と「右鍵域」とにおいて相対的な位置関係が同じ位置にある鍵については同じ音高となるように調整するためのデータなどを含んでなる、「鍵盤情報」（後述する図４参照）を取得する（生成する）。上記ステップＳ１の処理後、取得（生成）した「鍵盤情報」に基づいて、分割後の「左鍵域」と「右鍵域」とがそれぞれの鍵域内に含まれる多数の鍵の並びが同じでかつそれぞれの鍵域が同じ音域をもつように、１台の鍵盤の鍵域を分割して、また「左鍵域の発音時の（予め割り当て済みの音高からの）オクターブアップ数」や「右鍵域の発音時の（予め割り当て済みの音高からの）オクターブダウン数」などを決定するようにしている（後述する図３参照）。１台の鍵盤を「左鍵域」と「右鍵域」とに分けて、左右それぞれの鍵域を指導者と受講者とで使用することにより、演奏教習などを効率よく進めることができるようになる。

ステップＳ２は、当該電子鍵盤楽器において予め設定・記憶済みの「設定情報」（図示せず）を取得する。この「設定情報」は、ユーザによる所望の設定スイッチの操作に応じて設定され記憶される、例えば通常演奏モード又はガイド（演奏教習）モードいずれかのモード設定、発生させる楽音の音色設定や出力チャンネル設定などの情報である。ステップＳ３は、演奏が終了したか否かを判定する。具体的には、ユーザによる鍵盤操作に基づき発生されるキーイベント又は設定スイッチの操作に基づき発生されるその他のイベントが、所定時間（例えば１分）以上にわたって検出されなかった場合、あるいは電子鍵盤楽器本体の電源がオフされた場合などを、演奏が終了したものと判定する。演奏が終了したと判定した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、当該処理を終了する。一方、演奏が終了していないと判定した場合には（ステップＳ３のＮＯ）、ユーザによる押鍵操作に基づき発生されるキーオンイベントを検出したか否かを判定する（ステップＳ４）。キーオンイベントを検出していない場合には（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ１２の処理へジャンプする。キーオンイベントを検出した場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、前記取得した「設定情報」に基づき、設定されているモード設定が「ガイドモード」であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

設定されているモード設定が「ガイドモード」でない、つまり「通常演奏モード」であると判定した場合には（ステップＳ５のＮＯ）、検出したキーオンイベントに基づき対応する音高の楽音をそのまま発音する（ステップＳ６）。すなわち、この場合には、後述するような「鍵盤情報」に基づくオクターブアップやオクターブダウンなどの楽音発音時の音高の調整を行うことなく、予め割り当てられている音高そのままで楽音を発生する。他方、設定されているモード設定が「ガイドモード」であると判定した場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、前記取得（生成）した「鍵盤情報」に基づき、キーオンされた音高は「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高であるか否かを判定する（ステップＳ７）。キーオンされた音高が「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高であると判定した場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、キーオンされた音高を、「鍵盤情報」に基づき決定される「左鍵域の発音時のオクターブアップ数」（図３参照）分高くシフトした音高で発音するとともに（ステップＳ９）、キーオンされた音高から「ガイド時の左鍵域のオクターブアップ数」（図３参照）分だけ高くした、「右鍵域」に属する音高を発生する鍵に対応付けられて配置されているガイドランプを点灯する（ステップＳ１１）。

キーオンされた音高が「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高でなく（ステップＳ７のＮＯ）、「右鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高である場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、キーオンされた音高を、「鍵盤情報」に基づき決定される「右鍵域の発音時のオクターブダウン数」（図３参照）分低くシフトした音高で発音する（ステップＳ１０）。前記ステップＳ１１又はステップＳ１０の処理終了後、ステップＳ３の処理へ戻る。なお、キーオンされた音高が「左鍵域」又は「右鍵域」のどちらにも属さない鍵に予め割り当てられている音高である場合、つまり「不使用鍵域」に属する鍵が操作されていた場合には（ステップＳ７とステップＳ８がともにＮＯ）、上記したような楽音の発音やガイドランプの点灯等の処理を行うことなく、ステップＳ３の処理に戻る。

ステップＳ１２は、ユーザによる離鍵操作に基づき発生されるキーオフイベントを検出したか否かを判定する。キーオフイベントを検出していない場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、ユーザによる鍵の操作に基づき発生されるキーオンイベント又はキーオフイベント以外の「その他のイベント」、あるいはユーザによる設定スイッチの操作に基づき発生される「その他のイベント」を検出したか否かを判定する（ステップＳ１３）。「その他のイベント」を検出した場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、検出した「その他のイベント」に応じた「その他の処理」を実行する（ステップＳ１４）。「その他の処理」としては、例えばモード設定の切替、音量の変更、音色の変更などの処理がある。一方、キーオフイベントを検出した場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、前記取得した「設定情報」に基づき、設定されているモード設定が「ガイドモード」であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。設定されているモード設定が「ガイドモード」でない、つまり「通常演奏モード」であると判定した場合には（ステップＳ１５のＮＯ）、検出したキーオフイベントに対応する音高の楽音を消音する（ステップＳ１６）。つまり、通常通りにユーザ操作に応じて発音中の楽音を消音させる。そして、ステップＳ１６の処理終了後、ステップＳ３の処理に戻る。

上記ステップＳ１５において、設定されているモード設定が「ガイドモード」であると判定した場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、キーオフされた音高は「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。キーオフされた音高が「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高であると判定した場合には（ステップＳ１７のＹＥＳ）、キーオフされた音高より「左鍵域の発音時のオクターブアップ数」（図３参照）分高くシフトした音高で発音されている楽音を消音するとともに（ステップＳ２０）、キーオフされた音高から「ガイド時の左鍵域のオクターブアップ数」（図３参照）分高くした、「右鍵域」に属する音高を発生する鍵に対応付けられて配置されているガイドランプを消灯する（ステップＳ２１）。キーオフされた音高が「左鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高でなく（ステップＳ１７のＮＯ）、「右鍵域」に属する鍵に予め割り当てられている音高である場合には（ステップＳ１８のＹＥＳ）、キーオフされた音高より「右鍵域の発音時のオクターブダウン数」（図３参照）分低くシフトした音高で発音されている楽音を消音する（ステップＳ１９）。前記ステップＳ２１又はステップＳ１９の処理終了後、ステップＳ３の処理へ戻る。なお、キーオフされた音高が「左鍵域」又は「右鍵域」のどちらにも属さない鍵に予め割り当てられている音高である場合、つまり「不使用鍵域」に属する鍵が操作されていた場合には（ステップＳ１７とステップＳ１８がともにＮＯ）、上記したような楽音の消音やガイドランプの消灯等することなく、ステップＳ３の処理に戻る。

次に、上記した「楽音発生処理」で実行する「鍵盤分割処理」（図２のステップＳ１参照）について、図３を用いて説明する。図３は、「鍵盤分割処理」の一実施例を示すフローチャートである。

ステップＳ３１は、鍵盤の種類を示す情報（例えば、６１鍵、７６鍵、８８鍵などのように、電子鍵盤楽器が有する鍵盤の鍵数に応じて分類される鍵盤種類毎に付されている固有のＩＤなど）や、電子鍵盤楽器が有する鍵盤左端の鍵に予め割り当て済みの音高及び鍵盤右端の鍵に予め割り当て済みの音高を取得する。ただし、この際に、電子鍵盤楽器が有する鍵盤のうち一部範囲をユーザが自動伴奏用鍵域として指定できるような場合には、指定された自動伴奏用鍵域以外の「ユーザが教習用に使える鍵域」に関する情報を取得する。ステップＳ３２は、前記取得した鍵盤種類、あるいは前記取得した鍵盤左端の鍵に予め割り当て済みの音高及び鍵盤右端の鍵に予め割り当て済みの音高に基づく音域に対応する「鍵盤情報」（図４参照）が、外部記憶手段８などに既に記憶されているか否かを判定する。

ここで、外部記憶手段８などに記憶される「鍵盤情報」について、図４を用いて説明する。図４は、「鍵盤情報」のデータ構成を示す一実施例である。

図４に示すように、「鍵盤情報」は、鍵盤種類毎の固有ＩＤ毎（ここでは、一例として６１鍵、７６鍵、８８鍵と表している）に、音域データ、左鍵域データ、右鍵域データ、不使用鍵域データ、発音音域データの各データを記録している。音域データは、鍵盤分割前において鍵盤全域に予め割り当てられている音高の範囲（所謂音域）を、鍵盤の左端の鍵から鍵盤の右端の鍵までの鍵盤全域にわたって示すものである。例えば、公知のように、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、音域データは「Ｃ１（３６：ノート番号、以下同じ）〜Ｃ６（９６）」であり、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、音域データは「Ｅ０（２８）〜Ｇ６（１０３）」であり、電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、音域データは「Ａ−１（２１）〜Ｃ７（１０８）」である。

左鍵域データは、鍵盤のうち左鍵域とする音高の範囲を、左鍵域に含む左端の鍵から右端の鍵までにわたって示すものである。右鍵域データは、鍵盤のうち右鍵域とする音高の範囲を、右鍵域に含む左端の鍵から右端の鍵までにわたって示すものである。不使用鍵域データは、鍵盤のうち不使用鍵域とする音高の範囲を示すものである。ここに示す実施例において、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合には上記音域データ（Ｃ１〜Ｃ６）のうち、「Ｃ１〜Ｃ３」を左鍵域データ、「Ｃ４〜Ｃ６」を右鍵域データ、そしてその間の「Ｃ♯３〜Ｂ３」を不使用鍵域データとしている。電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合には上記音域データ（Ａ−１〜Ｃ７）のうち、「Ａ−１〜Ｃ３」を左鍵域データ、「Ａ３〜Ｃ７」を右鍵域データ、そしてその間にある「Ｃ♯３〜Ｇ♯３」を不使用鍵域データとしている。つまり、これらの場合には、鍵盤の中央部付近に位置するいくつかの鍵を不使用鍵域として、その不使用鍵域を挟んで鍵盤の鍵域を「左鍵域」と「右鍵域」とに分けている（後述する図５（Ａ）及び（Ｃ）参照）。他方、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合には上記音域データ（Ｅ０〜Ｇ６）のうち、「Ｇ♯０〜Ｃ３」を左鍵域データ、「Ｇ♯３〜Ｇ６」を右鍵域データ、そして「Ｅ０〜Ｇ０」を不使用鍵域データとしている。つまり、鍵盤の左端部からいくつかの鍵を不使用鍵域とし、その不使用鍵域を含まない鍵域を「左鍵域」と「右鍵域」とに分けている。この場合、「左鍵域」と「右鍵域」とは隣り合う（後述する図５（Ｂ）参照）。

発音音域データは、鍵盤の分割後における「左鍵域」又は「右鍵域」に属する多数の鍵と、前記多数の鍵それぞれの操作に応じて実際に発音させる楽音の音高との対応付けを示すものである。ここで、「左鍵域」又は「右鍵域」に属する各鍵と実際に発音させる楽音の音高とを対応付ける際には、まず「左鍵域」、「右鍵域」における一番低い鍵（各鍵域において左端の鍵）に対応付ける音高を、「左鍵域」、「右鍵域」において音高の音名が同じになるようにして、「Ｃ♯２」〜「Ｃ３」の中から決定する（ただし、実際に発音させる楽音の音高の基準として、デフォルトで中音域の「Ｃ３」を基準の音高に定義してある場合）。そして、この決定された各鍵域における左端の鍵の音高と、各鍵域に含まれる鍵数とに従って、各鍵域における一番高い鍵（各鍵域において右端の鍵）まで順次に対応付ける音高を決定する。こうすると、図４に示すように、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、発音音域データは「Ｃ３〜Ｃ５」、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、発音音域データは「Ｇ♯２〜Ｇ５」、電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、発音音域データは「Ａ２〜Ｃ６」となる。

図３に示すフローチャートの説明に戻って、外部記憶手段８などに上記した「鍵盤情報」が既に記憶されている場合には（ステップＳ３２のＹＥＳ）、該記憶されている「鍵盤情報」を部記憶手段８などから読み出して（ステップＳ３９）、ステップＳ３８の処理へ飛ぶ。一方、外部記憶手段８などに上記した「鍵盤情報」が記憶されていない場合には（ステップＳ３２のＮＯ）、「鍵盤情報」のうちの「左鍵域」データ、「右鍵域」データ、「不使用鍵域」データを自動的に求める処理を実行する（ステップＳ３３）。前記各データを自動的に求める処理は、最初に「右鍵域」を鍵盤の右端の鍵〜鍵盤の左端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の右端に近い鍵、「左鍵域」を鍵盤の左端の鍵〜鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵と仮定しておき、「右鍵域」については仮定した範囲のうちの左端の鍵から、「左鍵域」については仮定した範囲のうちの右端の鍵から、それぞれで仮定した範囲に含む鍵を１オクターブずつ増やすことを繰り返し行い、前記仮定した左右それぞれの範囲内に含まれる鍵の数が等しく、かつ左右それぞれの仮定範囲内に含まれる鍵が１つも重なっていることなく、さらには左右それぞれの仮定範囲の音域が一番広くなるようにして、「左鍵域」と「右鍵域」とをそれぞれ求める。そして、鍵盤の全域のうち、前記求めた「左鍵域」及び「右鍵域」に含まれる以外の鍵を「不使用鍵域」とする。

ステップＳ３４は、上記決定した「不使用鍵域」が１オクターブを超える範囲であるか否かを判定する。上記決定した「不使用鍵域」が１オクターブを超えないと判定した場合には（ステップＳ３４のＮＯ）、上記決定した「不使用鍵域」を採用するので、ステップＳ３７の処理へ飛ぶ。上記決定した「不使用鍵域」が１オクターブを超えると判定した場合には（ステップＳ３４のＹＥＳ）、上記決定した「不使用鍵域」を採用せずに新たな「不使用鍵域」として、鍵盤の左端の鍵〜鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵まで、の範囲に再決定する（ステップＳ３５）。そして、「左鍵域」を前記再決定した新たな「不使用鍵域」の右端の右隣の鍵〜鍵盤の右端と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵（ただし、不使用鍵域を除く）、「右鍵域」を鍵盤の右端の鍵〜左鍵盤の左端の鍵（前記再決定した新たな「不使用鍵域」の右端の右隣の鍵）と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の右端に近い鍵と仮定しておき、「右鍵域」については仮定した範囲のうちの左端の鍵から、「左鍵域」については仮定した範囲のうちの右端の鍵から、それぞれで仮定した範囲に含む鍵を１オクターブずつ増やすことを繰り返し行い、前記仮定した左右それぞれの範囲内に含まれる鍵の数が等しく、かつ左右それぞれの仮定範囲内に含まれる鍵が１つも重なっていることなく、さらには左右それぞれの仮定範囲の音域が一番広くなるようにして、「左鍵域」と「右鍵域」とをそれぞれ求める（ステップＳ３６）。ステップＳ３７は、前記求めた左右の各鍵域と不使用鍵域とを、この鍵盤の「鍵盤情報」（図４参照）として外部記憶装置８などに記憶する。こうした「左鍵域」、「右鍵域」及び「不使用鍵域」の各データの生成手順については、具体例を用いて詳しく後述する（図５参照）。

ステップＳ３８は、上記のようにして求めた「左鍵域」と「右鍵域」とに従って、「鍵盤情報」の「発音音域」データを求め（図４参照）、該求めた「発音音域」データに基づき、左鍵域の発音時のオクターブアップ数、右鍵域の発音時のオクターブダウン数、ガイド時の左鍵域の音高のオクターブアップ数を決定する。図４に示した実施例において、「左鍵域の発音時の（予め割り当て済みの音高からの）オクターブアップ数」は、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に２オクターブ上、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に２オクターブ上、電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に３オクターブ上となる。「右鍵域の発音時の（予め割り当て済みの音高からの）オクターブダウン数」は、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に１オクターブ下、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に１オクターブ下、電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に１オクターブ下となる。また、例えば、「左鍵域」を指導者が操作する鍵域とした場合、「左鍵域」内の鍵の操作に基づきガイドランプを点灯させる対象とする「右鍵域」の鍵を示す「ガイド時の左鍵域のオクターブアップ数」は、電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に「左鍵域」で押鍵された鍵に予め割り当てられていた音高の３オクターブ上、電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に「左鍵域」で押鍵された音高の３オクターブ上、電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合に「左鍵域」で押鍵された音高の４オクターブ上となる。

次に、上記した「鍵盤分割処理」における「鍵盤情報」の左鍵域データ、右鍵域データ、不使用鍵域データの各データの生成手順（上記ステップＳ３３〜ステップＳ３７）について、図５を用いて具体的に説明する。図５は、「鍵盤情報」のデータ生成について具体的に説明するための概念図である。図５（Ａ）は電子鍵盤楽器が６１鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、図５（Ｂ）は電子鍵盤楽器が７６鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合、図５（Ｃ）は電子鍵盤楽器が８８鍵の鍵盤を有する電子ピアノである場合を示す。ただし、ここでは、説明を理解しやすくするために、鍵盤の一部を自動伴奏用鍵域に割り当てることなく、鍵盤全体を「左鍵域」と「右鍵域」とに分割する場合を例に説明する。なお、これらの図では、「不使用鍵域」に該当する鍵の範囲を塗りつぶして示している。

図５から理解できるように、鍵盤全域の音域は６１鍵で「Ｃ１〜Ｃ６」、７６鍵で「Ｅ０〜Ｇ６」、８８鍵で「Ａ−１〜Ｃ７」であり、これは従来知られているように予め鍵盤種類毎に決まっている。したがって、鍵盤種類情報（固有ＩＤ）を取得することで上記したような範囲の音域データが決定されるとともに、鍵盤左端の鍵と鍵盤右端の鍵とを得る（ステップＳ３１）。例えば、「６１鍵、７６鍵、８８鍵」の順に記載すると（以下の説明では、同じ順で記載する）、鍵盤左端の鍵は「Ｃ１、Ｅ０、Ａ−１」であり、鍵盤右端の鍵は「Ｃ６、Ｇ６、Ｃ７」である。「鍵盤情報」が記憶されていない場合、まず「右鍵域」及び「左鍵域」に含む鍵の範囲を仮定する。この仮定範囲は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）上段、図５（Ｃ）に示すように、「右鍵域」について鍵盤の右端の鍵「Ｃ６、Ｇ６、Ｃ７」〜鍵盤の左端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の右端に近い鍵「Ｃ６、Ｅ６、Ａ６」、「左鍵域」について鍵盤の左端の鍵「Ｃ１、Ｅ０、Ａ−１」〜鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵「Ｃ１、Ｇ０、Ｃ０」と仮定する（図中において斜線で示す範囲）。

上記範囲の仮定後、図中において矢印で示す順番に従って、「右鍵域」については仮定した範囲のうちの左端の鍵から、「左鍵域」については仮定した範囲のうちの右端の鍵から、１オクターブずつそれぞれで仮定した範囲を増やすことを繰り返し行う。その際に、前記仮定した左右それぞれの範囲内に含まれる鍵の数が等しく、かつ左右それぞれの仮定範囲内に含まれる鍵が１つも重なっていることがないように判定しながら、繰り返し処理を進めていく（ステップＳ３３）。このようにして、左右それぞれの仮定範囲の音域が一番広くなる状態を「左鍵域」と「右鍵域」に決定する。この例では、６１鍵及び７６鍵の場合については上記処理を２回、８８鍵の場合には上記処理を３回繰り返すことによって、左鍵域が「Ｃ１〜Ｃ３、Ｅ０〜Ｇ２、Ａ−１〜Ｃ３」、右鍵域が「Ｃ４〜Ｃ６、Ｅ４〜Ｇ６、Ａ３〜Ｃ７」と決定する。これは、左右の鍵域それぞれに属する鍵数が同じである。そして、「不使用領域」は前記決定した「左鍵域」及び「右鍵域」以外であることから、図示のように鍵盤の中央部分に不使用鍵域が設定される（図中において塗りつぶした範囲参照）。

ここで、７６鍵の場合には上記のようにして「左鍵域」が「Ｅ０〜Ｇ２」、「右鍵域」が「Ｅ４〜Ｇ６」とそれぞれ決定されるが、この場合「不使用鍵域」が「Ｇ♯２〜Ｄ♯４」となり、これは１オクターブ以上の範囲にわたって鍵を使用しないこととなり無駄である。そこで、より鍵盤を有効使用するために、７６鍵の場合には、「左鍵域」データ、「右鍵域」データ、「不使用鍵域」データを再度求める処理を行う。この場合には、まず「不使用鍵域」を優先的に決定する（ステップＳ３５）。具体的には、図５（Ｂ）下段に示すように、鍵盤の左端の鍵（Ｅ０）〜鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵（Ｇ０）までを、「不使用鍵域」と再決定する。そして、「右鍵域」及び「左鍵域」に含む鍵の範囲を仮定する。この仮定範囲は、「右鍵域」について鍵盤の右端の鍵「Ｇ６」〜前記再決定した新たな「不使用鍵域」の右端の右隣の音高「Ｇ♯０」と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の右端に近い鍵「Ｇ♯５」、「左鍵域」について前記再決定した新たな「不使用鍵域」の右端の右隣の音高「Ｇ♯０」〜鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち「不使用領域」を除く最も鍵盤の左端に近い鍵「Ｇ１」と仮定する。

上記範囲の仮定後、上述したのと同様にして、「右鍵域」については仮定した範囲のうちの左端の鍵から、「左鍵域」については仮定した範囲のうちの右端の鍵から、１オクターブずつそれぞれで仮定した範囲を増やすことを繰り返し行う。この際にも、前記仮定した左右それぞれの範囲内に含まれる鍵の数が等しく、かつ左右それぞれの仮定範囲内に含まれる鍵が１つも重なっていることがないように判定しながら、繰り返し処理を進めていく（ステップＳ３６）。このようにして、左右それぞれの仮定範囲の音域が一番広くなる分割状態を「左鍵域」と「右鍵域」に決定する。図５（Ｂ）下段に示す例では、左鍵域が「Ｇ♯０〜Ｇ３」、右鍵域が「Ｇ♯３〜Ｇ６」となる。これは、最初に求めた「左鍵域：Ｅ０〜Ｇ２」「右鍵域：Ｅ４〜Ｇ６」よりも、各鍵域に含まれる鍵の数が多く（つまり音域が広く）なっていることから、鍵盤を有効的に使用できることが理解できる。このように、７６鍵の場合には、不使用鍵域を鍵盤の中央部分に設定しようとすると、不使用鍵域が1オクターブ以上になってしまい鍵が無駄になるので、不使用領域を鍵盤の左端部分（または右端部分であってもよい）に設定した方が左右の鍵域がそれぞれ広くなって、ユーザが鍵を有効に使うことができるようになってよい。

以上のようにして、鍵盤内に含まれる鍵の総数に応じて最適な鍵域分割を自動的に行うようにすると、不使用鍵域を極力狭くすることができ、同時に、分割後に使用できる左右の各鍵域を広く取ることができる。これにより、ユーザが演奏教習できる曲の種類が豊富になる。特に、本発明は、ユーザが鍵盤のうち左端又は右端から一部範囲内にある任意の鍵域を自動伴奏用鍵域（つまりコード入力鍵域）として指定できるような場合に有利である。すなわち、ユーザが自動伴奏用鍵域を指定した後に、さらに残りの鍵域を演奏教習のために「左鍵域」と「右鍵域」とに分けたいような場合、教習用として使用することのできる鍵盤数はユーザによる自動伴奏用鍵域の指定に応じてその数が変動することになるので一義に決まらず、従来のように「左鍵域」及び「右鍵域」の各鍵域に含む鍵の範囲を定義したテーブルを予め用意しておくことができず、そうした方法では対応することができない。そこで、同じ鍵盤を有する電子鍵盤楽器において、ユーザによる鍵盤の使い方を変えることができるような場合には、本発明のように、（ユーザにより指定された自動伴奏用鍵域以外の）鍵盤内に含まれる鍵の総数に応じて最適な鍵域分割を自動的に行うことができることは非常に有効である。これにより、例えば指導者が左手で自動伴奏用鍵域を利用してコード演奏を行いながら、「左鍵域」を利用して右手パートの教習を行い、受講者はそれにあわせて「右鍵域」を利用して右手パートの練習を行うような場合に、左右の各鍵域を広く取って教習を行うことが簡単にできるようになる。
また、分割後の左鍵域及び右鍵域の発音音域を一般的な曲中においてよく使われる中音域（上記実施例では「Ｃ３」）を基準にして決定するようにしたので、分割後の左鍵域又は右鍵域のそれぞれに含まれる鍵の操作に伴い発音される楽音がユーザにとり聴き易くなる。したがって、指導者及び受講者は、左鍵域及び右鍵域を使っての演奏教習がしやすく、わかりやすくなる。

なお、上述した実施例では、左鍵域を指導者用、右鍵域を受講者用としたが、その逆に右鍵域を指導者用、左鍵域を受講者用としてもよい。ただし、その場合には、ガイド時の左鍵域の音高のオクターブアップ数を決定するのではなく、ガイド時の右鍵域の音高のオクターブダウン数を決定し、これに基づき右鍵域内の鍵の操作に応じて左鍵域内の対応する鍵の演奏ガイドを行うようにすることは言うまでもない。
なお、上述した実施例のように、鍵盤の種類ごとにそれぞれ最適な「左鍵域」、「右鍵域」、「不使用鍵域」、「発音音域」を、鍵盤全体の音域から自動的に割り出すようにしてもよいし、予めユーザが任意の値を設定し、これを「鍵盤情報」として外部記憶手段８に記憶しておくようにしてもよい。また、自動的に割り出した後に、ユーザが適宜にその値を変更できるようにしてあってもよい。こうした場合の一例としては、記憶済みの「鍵盤情報」と自動的に割り出した「鍵盤情報」とを、ユーザが比較してどちらかを選択できるようにしてあってよい。
なお、「不使用鍵域」は、鍵盤内において飛び飛びの状態で複数箇所決定されてよい。例えば、鍵盤の中央部と鍵盤の両端の一部範囲にある鍵を共に「不使用鍵域」としてよい。

なお、上述した実施例では、演奏ガイド時に指導者の押鍵・離鍵に合わせて受講者用の鍵盤のガイドランプを順次に点灯・消灯するようにしたが、受講者がガイドされた鍵を押鍵するまでガイドランプの消灯を待つような仕様であってもよい。
なお、演奏ガイドする方法として、各鍵毎にガイドランプを対応付けて配置しておき、指導者による左鍵域の操作に応じて受講者が押鍵すべき右鍵域内の鍵に対応付けられたガイドランプを点灯する方法を示したがこれに限らず、他の方法により受講者が押鍵すべき右鍵域内の鍵をガイドしてよいことは言うまでもない。
なお、上述した実施例では、「鍵盤情報」の「発音音域」データを決定する際に、実際発音時に用いる基準とする「中音域」を、「Ｃ３」もしくはその数音下からの音域としたがこれに限らず、例えば「Ｃ２」を基準とする音域にするなどしてもよい。

この発明に係る電子鍵盤楽器の全体構成の一実施例を示したハード構成ブロック図である。 楽音発生処理の一実施例を示すフローチャートである。 鍵盤分割処理の一実施例を示すフローチャートである。 鍵盤情報のデータ構成を示す一実施例である。 鍵盤情報のデータ生成について具体的に説明するための概念図である。

符号の説明

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…外部インタフェース、４Ａ…外部機器、５…演奏操作子、６…設定操作子、７…表示部、７Ａ…ディスプレイ、８…外部記憶装置、９…音源、９Ａ…サウンドシステム、１Ｄ…通信バス

Claims (5)

1. 所定の音高順に配置された複数の鍵からなる鍵盤と、
   前記鍵盤の中で不使用とする鍵で構成される１又は複数の不使用鍵域を決定し、該決定した不使用鍵域以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割する分割手段と、
   前記分割された少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じであるかを判定する判定手段と、
   前記少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じである場合に、前記少なくとも２つの鍵域の鍵域幅が最も広くなる分割状態を使用鍵域に決定する決定手段と、
   前記決定した一方の使用鍵域に含まれるいずれかの鍵の操作に応じて発生する楽音と、前記いずれかの鍵と相対的な配置位置が同じである前記決定したもう一方の使用鍵域に含まれる鍵の操作に応じて発生する楽音とを、同じ音高で発生するように指示する楽音発生指示手段と
   を具える電子鍵盤楽器。
2. 前記分割手段は、鍵盤の右端の鍵から鍵盤の左端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の右端に近い鍵までを第１の範囲に、鍵盤の左端の鍵から鍵盤の右端の鍵と同じ音名を持つ鍵のうち最も鍵盤の左端に近い鍵までを第２の範囲に仮定し、前記第１の範囲のうちの左端の鍵から、前記第２の範囲のうちの右端の鍵から、それぞれで仮定した範囲に含む鍵を１オクターブずつ増やすことを繰り返し行うようにして、前記不使用鍵域以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割することを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
3. 前記決定した一方の使用鍵域に含まれる鍵の操作に応じて、前記決定したもう一方の使用鍵域に含まれる鍵のうち、前記操作した鍵と相対的な配置位置が同じである鍵を操作するように指示するガイド手段を具えた請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。
4. 前記鍵盤の一部範囲を指定する指定手段を具えてなり、前記分割手段は前記指定した一部範囲以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
5. コンピュータに、
   所定の音高順に配置された複数の鍵からなる鍵盤の中で不使用とする鍵で構成される１又は複数の不使用鍵域を決定し、該決定した不使用鍵域以外をそれぞれに含まれる鍵が互いに重なりあわない少なくとも２つの鍵域に分割する手順と、
   前記分割された少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じであるかを判定する手順と、
   前記少なくとも２つの鍵域それぞれに含まれる鍵の相対的な配置位置及び鍵数が同じである場合に、前記少なくとも２つの鍵域の鍵域幅が最も広くなる分割状態を使用鍵域に決定する手順と、
   前記決定した一方の使用鍵域に含まれるいずれかの鍵の操作に応じて発生する楽音と、前記いずれかの鍵と相対的な配置位置が同じである前記決定したもう一方の使用鍵域に含まれる鍵の操作に応じて発生する楽音とを、同じ音高で発生するように指示する手順と
   を実行させるためのプログラム。

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